DE19725302A1

DE19725302A1 - Stelleinrichtung mit einem Kolben und einem Zylinder

Info

Publication number: DE19725302A1
Application number: DE1997125302
Authority: DE
Inventors: Martin Huff; Josef Bader
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-06-14
Filing date: 1997-06-14
Publication date: 1998-12-17

Description

Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung mit einem Kolben und einem Zylinder nach dem Oberbegriff von An spruch 1.

Derartige Stelleinrichtungen werden u. a. zum Schalten von Getrieben verwendet, wobei ein oder mehrere Kolben mit einem Druckmedium, z. B. Drucköl oder Druckluft, beauf schlagt werden. Die Kolbenstellung und der Kolbenweg werden mittels eines Wegsensors erfaßt, der koaxial zum Kolben in einem Zylindergehäuse angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist ein Anker des Wegsensors axial fest mit dem Kolben verbun den und taucht je nach Kolbenstellung mehr oder weniger in den Wegsensor ein. Die Meßsignale werden zu einer Auswerte einrichtung geleitet und für eine Regelung unmittelbar oder als daraus abgeleitete Größen verwendet. Um präzise Meßer gebnisse zu erhalten, muß der Anker reibungsarm und exakt im Wegsensor geführt sein. Gleichzeitig soll er einfach zu fertigen und zu montieren sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stel leinrichtung zu schaffen, bei der die Aufhängung und Füh rung des Ankers den genannten Anforderungen entspricht. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs I gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung wird der Anker kurz vor dem Wegsensor in einer Führungsbuchse gela gert, die in einem gleichen Teil des Zylindergehäuses zen triert ist wie der Wegsensor. Weil der Abstand zwischen der Führungsbuchse und dem Wegsensor gering ist und die Zen trierungen in einem Bauteil liegen, lassen sich die Füh rungsbuchse und der Wegsensor mit geringem Fertigungsauf wand genau zueinander zentrieren, so daß der Anker des Wegsensors zu diesem eine genau definierte, radiale Lage einnimmt. Die Führungsbuchse wird dabei zweckmäßigerweise aus einem reibungsarmen Lagerwerkstoff hergestellt, vor zugsweise einem geeigneten Kunststoff, z. B. Tetrafluoräthy len.

Um Zwangskräfte zwischen dem Anker und der Führungs buchse sowie dem Kolben zu vermeiden, die durch Achsversatz aufgrund von Fertigungstoleranzen entstehen können, weist der Anker eine Verbindung zum Kolben hin auf, durch die Achsversatz ausgeglichen werden kann. Zweckmäßigerweise wird auf das kolbenseitige Ende des Ankers ein Gummielement aufgeschoben, das in eine Vertiefung des Ankers einrastet und an seinem Umfang von einer Blechbuchse umgeben ist. Der Anker wird dann zusammen mit dem Gummielement und der Blechbuchse in eine Aufnahmebohrung des Kolbens eingepreßt. Diese Verbindung ist in der Lage, sowohl radialen Versatz als auch Winkelversatz in einem gewissen Maße auszuglei chen.

Eine andere erfindungsgemäße Verbindung besteht darin, daß auf das kolbenseitige Ende des Ankers eine Scheibe ge gen einen Bund geschoben wird. Die Scheibe wird dann axial fixiert, indem das kolbenseitige Ende des Ankers gestaucht wird. Die so montierte Scheibe wird mit dem Anker in die Aufnahmebohrung des Kolbens eingeführt und dort axial gesi chert, indem die Aufnahmebohrung des Kolbens mindestens an drei Stellen ihres Umfanges verstemmt wird. Der Anker kann innerhalb der vorgegebenen radialen Spiele zwischen dem Anker und der Scheibe oder zwischen der Scheibe und der Aufnahmebohrung einen Radialversatz ausgleichen.

Eine ähnliche Lösung besteht darin, daß das kolbensei tige Ende des Ankers eine Nut aufweist, in die eine ge schlitzte Scheibe eingesetzt ist. Diese wird in der Aufnah mebohrung des Kolbens ebenfalls mindestens an drei Stellen ihres Umfangs verstemmt.

Schließlich wird eine weitere Möglichkeit vorgeschla gen, den Anker an den Kolben anzukoppeln, und zwar indem an dem kolbenseitigen Ende des Ankers eine Nut vorgesehen ist, in deren Bereich eine Kunststoffscheibe aufgespritzt ist, die von einer Hülse in der Aufnahmebohrung des Kolbens axial gegen einen elastischen Ring gedrückt wird, wobei die Hülse in der Aufnahmebohrung mindestens an drei Stellen ihres Umfangs verstemmt ist. Auch hierbei ist gewährlei stet, daß der Anker in ausreichendem Maße einen Radialver satz ausgleichen kann.

In der Beschreibung und in den Ansprüchen sind zahl reiche Merkmale im Zusammenhang dargestellt und beschrie ben. Der Fachmann wird die kombinierten Merkmale zweckmäßi gerweise im Sinne der zu lösenden Aufgaben auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusam menfassen.

Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Es zeigt:

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine erfin dungsgemäße Stelleinrichtung im Bereich des Wegsensors mit einem in den Kolben eingepreßten Gummielement,

Fig. 2 eine Variante nach Fig. 1 mit einer Blechschei be auf dem kolbenseitigen Ende eines Ankers,

Fig. 3 eine Variante nach Fig. 2 mit einer geschlitz ten Scheibe und

Fig. 4 eine Variante nach Fig. 3 mit einer aufge spritzten Kunststoffscheibe.

Eine Stelleinrichtung 1 besitzt ein mehrteiliges Zy lindergehäuse 4, in dessen Zylinder 3 ein Kolben 2 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 2 ist in einem Stu fenkolben 24 dichtend geführt und kann über einen begrenz ten Hubweg gemeinsam mit dem Kolben 2 verstellt werden. Die Kolben 2, 28 sind gegeneinander und gegenüber dem Zylinder gehäuse 4 durch Dichtungen 23 abgedichtet.

Koaxial zum Kolben 2 ist ein Wegsensor 5 in einem Teil 8 des Zylindergehäuses 4 zentriert, das mittels einer Dichtung 25 abgedichtet ist. Ein Anker 6 des Wegsensors 5 ist axial fest mit dem Kolben 2 verbunden und ragt je nach Kolbenstellung mehr oder weniger in den Wegsensor 5 hinein. Vom Kolben 2 aus gesehen, kurz vor dem Wegsensor 5, ist in dem Teil 8 des Zylindergehäuses 4 eine Führungsbuchse 7 vorgesehen, die zum Wegsensor 5 ausgerichtet und mit diesem gemeinsam in dem Teil 8 des Zylindergehäuses 4 zentriert ist. Die Führungsbuchse 7 ist zweckmäßigerweise aus einem reibungsarmen Gleitlagerwerkstoff gefertigt, insbesondere aus einem geeigneten Kunststoff, z. B. Tetrafluoräthylen. Da der Wegsensor 5 und die Führungsbuchse 7 in dem gleichen Teil 8 zentriert sind, ist die Zentrierung ohne großen Fer tigungsaufwand und sehr genau herzustellen. Außerdem wird der Anker 6 kurz vor dem Wegsensor 5 präzise geführt, so daß er eine genaue radiale Lage zum Wegsensor 5 einnimmt, die auf dem gesamten Stellweg beibehalten wird.

Ein Achsversatz zwischen dem Kolben 2 und dem Wegsen sor 5 bzw. der Führungsbuchse 7 kann durch eine geeignete Befestigung des Ankers 6 am Kolben 2 ausgeglichen werden. Bei der Ausgestaltung nach Fig. 1 besitzt der Anker 6 am kolbenseitigen Ende 14 eine Vertiefung 11, in die ein Gum mielement 10 geschoben wird und einrastet. Das Gummiele ment 10 wird von einer Blechbuchse 9 umgeben, die zusammen mit dem Anker 6 und dem Gummielement 10 in eine Aufnahme bohrung 15 des Kolbens 2 eingepreßt wird.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 wird auf das kolbensei tige Ende 14 eine Blechscheibe 12 geschoben, die an einem Bund 13 des Ankers 6 anliegt. Danach wird das kolbenseitige Ende 14 angestaucht und der Anker 6 mit der in die Aufnah mebohrung 15 des Kolbens 2 eingesetzt. Der Rand der Aufnah mebohrung 15 wird mindestens an drei über den Umfang ver teilte Stellen 28 verstemmt, so daß der Anker 6 durch sie axial in der Aufnahmebohrung 15 gehalten wird.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist die Blechscheibe 12 durch eine geschlitzte Scheibe 16 ersetzt, die in eine Nut 17 eingreift und ebenfalls axial in der Aufnahmeboh rung 15 gehalten wird, indem der Rand der Aufnahmeboh rung 15 mindestens an drei Stellen 28 verstemmt ist.

Nach der Ausgestaltung gemäß Fig. 4 wird der Anker 6 durch eine Kunststoffscheibe 18 gehalten, die im Bereich einer Nut 19 auf das kolbenseitige Ende 14 des Ankers 6 aufgespritzt ist. Eine Hülse 20, die an mindestens drei Stellen 28 in der verstemmten Aufnahmebohrung 15 gehalten wird, drückt die Kunststoffscheibe 18 gegen einen elasti schen Ring 21. Durch geeignete Radialspiele zwischen dem Anker 6 und den Scheiben 12, 16 bzw. zwischen den Schei ben 12, 16, 18 und der Aufnahmebohrung 15 und/oder geziel ten Elastizitäten des Gummielements 10, der Scheiben 12, 16, 18 und des elastischen Rings 21 kann ein radialer Ver satz zwischen dem Kolben 2 und dem Wegsensor 5 ausgeglichen werden.

Der Wegsensor 5 wird in dem Teil 8 des Zylindergehäuses 4 durch einen Deckel 27 gehalten und durch eine Dichtung 22 abgedichtet. Die erzeugten Meßsignale des Wegsensors 5 wer den über eine Signalleitung 26 einer nicht näher darge stellten Auswerterichtung zugeleitet.

Bei den Ausführung gemäß Fig. 1 bis Fig. 3 ist die Führungsbuchse 7 von der Seite des Wegsensors 5 in das Teil 8 des Zylindergehäuses 4 eingesetzt, und zwar in eine gleiche Zentrierbohrung wie der Wegsensor 5. Bei dem Aus führungsbeispiel nach Fig. 4 ist die Führungsbuchse 7 von der Kolbenseite in das Teil 8 des Zylindergehäuses 4 einge setzt und umfaßt einen Teil des Wegsensors 5.

Bezugszeichenliste

1

Stelleinrichtung

2

Kolben

3

Zylinder

4

Zylindergehäuse

5

Wegsensor

6

Anker

7

Führungsbuchse

8

Teil des Zylindergehäuses

9

Blechbuchse

10

Gummielement

11

Vertiefung

12

Blechscheibe

13

Bund

14

kolbenseitiges Ende des Ankers

15

Aufnahmebohrung

16

geschlitzte Scheibe

17

Nut

18

Kunststoffscheibe

19

Nut

20

Hülse

21

elastischer Ring

22

Dichtung

23

Dichtung

24

Stufenkolben

25

Dichtung

26

Signalleitung

27

Deckel

28

verstemmte Stelle

Claims

1. Stelleinrichtung (1) mit einem Kolben (2) und einem Zylinder (3) sowie mit einem koaxial zum Kolben (2) in ei nem Zylindergehäuse (4) angeordneten Wegsensor (5), dessen Anker (6) mit dem Kolben (2) axial fest verbunden ist und je nach Kolbenweg mehr oder weniger in den Wegsensor (5) eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (6) vor dem Wegsensor (5) in einer Führungsbuchse (7) gelagert ist, die in einem gleichen Teil (8) des Zylinder gehäuses (4) zentriert ist wie der Wegsensor (5).

2. Stelleinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einer Blechbuch se (9) eingebettetes Gummielement (10) auf das kolbenseiti ge Ende (14) des Ankers (6) aufgeschoben wird, in eine Ver tiefung (11) einrastet und zusammen mit der Blechbuchse (9) in eine Aufnahmebohrung (15) des Kolbens (2) eingepreßt ist.

3. Stelleinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das kolbenseitige Ende (14) des Ankers (6) eine Blechscheibe (12) gegen einen Bund (13) geschoben und das Ende (14) des Ankers (2) danach gestaucht wird, worauf die Aufnahmebohrung (15) des Kol bens (2) am Rand verstemmt wird.

4. Stelleinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine geschlitzte Schei be (16) in eine Nut (17) am kolbenseitigen Ende (14) des Ankers (6) eingesetzt und die Aufnahmebohrung (15) des Kol bens (2) am Rand verstemmt ist.

5. Stelleinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem kolbenseitigen Ende (14) des Ankers (6) im Bereich einer Nut (19) eine Kunststoffscheibe (18) aufgespritzt ist, die von einer Hül se (20) in der Aufnahmebohrung (15) des Kolbens (2) gegen einen elastischen Ring (21) gedrückt wird, wobei die Auf nahmebohrung (15) am Rand verstemmt ist.